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Estados Unidos finalmente obtiene una red cuántica a prueba de piratas informáticos que la gente puede usar
Universidad de Chicago
Hace algunos años, Edward Snowden, un contratista que trabajaba para la Agencia de Seguridad Nacional de EE. UU., filtró documentos que mostraban las formas en que las agencias de inteligencia espiaban nuestros datos. Una de las revelaciones más sorprendentes fue que los espías habían intervenido en los cables de fibra óptica para monitorear la gran cantidad de información que fluía a través de ellos.
Las revelaciones de Snowden han estimulado los esfuerzos para aprovechar las propiedades casi místicas de la ciencia cuántica para hacer que tal piratería sea imposible. Ahora hay signos de progreso.
Una startup llamada Quantum Xchange dice que llegó a un acuerdo que le da acceso a 500 millas (805 kilómetros) de cable de fibra óptica que se extiende a lo largo de la costa este de los EE. UU. para crear lo que afirma será la primera distribución de clave cuántica (QKD) del país. red.
Además, esta semana, la Universidad de Chicago, el Laboratorio Nacional Argonne y el Laboratorio Nacional Acelerador Fermi anunciaron una empresa conjunta para crear un banco de pruebas para un enfoque para la comunicación segura de datos utilizando la teletransportación cuántica.
El enfoque QKD utilizado por Quantum Xchange funciona enviando un mensaje codificado en bits clásicos, mientras que las claves para decodificarlo se envían en forma de bits cuánticos o qubits. Suelen ser fotones, que viajan fácilmente a lo largo de los cables de fibra óptica. La belleza de este enfoque es que cualquier intento de husmear en un qubit destruye inmediatamente su delicado estado cuántico, eliminando la información que contiene y dejando un signo revelador de una intrusión.
El tramo inicial de la red, que unirá la ciudad de Nueva York con Nueva Jersey, permitirá a los bancos y otras empresas enviar información entre las oficinas de Manhattan y los centros de datos y otros lugares fuera de la ciudad.
Sin embargo, el envío de claves cuánticas a largas distancias requiere nodos confiables, que son similares a los repetidores que aumentan las señales en un cable de datos estándar. Quantum Xchange dice que tendrá 13 de estos a lo largo de su red completa. En los nodos, las claves se descifran en bits clásicos y luego se devuelven a un estado cuántico para su transmisión posterior. En teoría, un pirata informático podría robarlos mientras son vulnerables brevemente.
La teletransportación cuántica elimina este riesgo al explotar un fenómeno conocido como entrelazamiento. Esto implica crear un par de qubits, nuevamente, típicamente fotones, en un solo estado cuántico. Un cambio en un fotón influye inmediatamente en el estado del enlace, incluso si están muy lejos el uno del otro. En teoría, la transmisión de datos basada en este fenómeno es imposible de piratear porque la manipulación de uno de los qubits destruye su estado cuántico. (Para obtener una descripción más detallada de la teletransportación cuántica, consulte la búsqueda de Inside Europe para construir una Internet cuántica imposible de hackear).
Los desafíos de hacer que esto funcione en la práctica son inmensos, y el enfoque aún se limita a los laboratorios de ciencias. Enviar un fotón a un trozo de fibra no es gran cosa, dice David Awschalom, profesor de la Universidad de Chicago, pero crear y mantener el entrelazamiento es realmente un desafío. Eso es especialmente cierto en las redes de cable de larga distancia.
David Awschalom Universidad de Chicago
Awschalom está liderando la iniciativa con la participación de la universidad y los laboratorios nacionales. El objetivo, dice, es que el banco de pruebas permita un enfoque plug-and-play que permitirá a los investigadores evaluar varias técnicas para entrelazar y enviar qubits.
El banco de pruebas, que se construirá con varios millones de dólares del Departamento de Energía de EE. UU. y utilizará un tramo de 30 millas de cable de fibra óptica entre los laboratorios, será operado por miembros de Chicago Quantum Exchange, que reúne a 70 científicos e ingenieros de las tres instituciones.
Tanto Europa como China también están experimentando con redes de comunicaciones cuánticas. Awschalom cree que es bueno tener una competencia sana en el campo. Otros países han avanzado para construir infraestructura [cuántica], dice. Ahora haremos lo mismo.